虚血性白質病変の成因;新規開発モデル動物を用いた解析

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18590936
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: (財)田附興風会
• 研究代表者: 斎木 英資 (財)田附興風会, 医学研究所・第4研究部, 研究員 (90378688)
• 研究分担者: 冨本 秀和 京都大学, 医学研究科, 講師 (80324648)
• キーワード: マトリックスメタロプロテアーゼ / マウス / 慢性脳低灌流モデル / 白質病変

研究概要

皮質下血管性認知症の責任病変である虚血性白質病変の病理機序を解明する目的で以下の検討を行った。ラット慢性脳低灌流モデルを2群に分け、それぞれvehicleまたは非選択的マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)阻害剤(ilomastat)を連日腹腔内投与した。術後3-30日後に脳を灌流固定して視神経交叉のレベルで2分割し、前半のブロックをパラフィン包埋、後半のブロックを凍結しクリオスタット切片とした。慢性低灌流30日後にilomastat投与群のMMP-2およびMMP-9の活性を測定用キット(Biotrak Activity Assay System、Amersham Bioscience)で測定し、MMPs活性の抑制を確認した。いっぽう、MMP-2遺伝子のexon1を含む5.9kbフラグメントをpgk-neo遺伝子で置換したMMP2ノックアウトマウスを用いて慢性脳低灌流の影響を調べた。MMP-2ノックアウトマウスと野生型マウスの両群で、それぞれ4ヶ月齢で偽手術と慢性脳低灌流負荷を行った。
ラットのilomastat投与群、MMP2ノックアウトマウスは、それぞれの対照群に比較してミエリン染色で認められる虚血性白質病変の程度が有意に抑制されていた。また、ミクログリアのマーカーであるMHC class I,II抗原、アストログリアのマーカーであるGFAPの各陽性細胞の密度も減少した。Type IV collagenをはじめとする血管基底膜の構成成分がMMPsによって分解されることから、慢性低灌流負荷後のMMP-2、MMP-9活性の変化をzymographyで測定した。MMP-2ノックアウトマウスではMMP-2は誘導されずMMP-9の代償的亢進も認めなかったが、野生型マウスでは慢性脳低灌流負荷でMMP-2活性の亢進が見られた。
以上より慢性脳低灌流により生じるグリアの異常活性化および虚血性白質病変がMMP-2の阻害によって抑制されること、その機序としてMMP-2による基底膜の障害と血液脳関門障害が関与する可能性が示された。次年度の課題として血液脳関門の評価を行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Capillary beds are decreased in Alzheimer's disease, but not in Binswanger's disease. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kitaguchi H, Ihara M, Saiki H, Takahashi R, Tomimoto H.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 417(2) ページ: 128-131
• [雑誌論文] Subinsular vascular lesions; an analysis of 119 consecutive autopsied brains. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomimoto H, Lin Jin-Xi, Ihara M, Ohtani R, Matsuo A, Miki Y
  • 雑誌名: European Journal of Neurology 14(1) ページ: 95-101
• [雑誌論文] Expression of S100 protein and protective effect of arundic acid on the rat brain in chronic cerebral hypoperfusion (2007)
  • 著者名/発表者名: Ohtani R, Tomimoto H, Wakita H, Kitaguchi H, Nakaji K, Takahashi R
  • 雑誌名: Brain Research 1135(1) ページ: 195-200
• [雑誌論文] Sept4, a component of presynaptic scaffold and Lewy bodies, is required for the suppression of alpha-synuclein neurotoxicity (2007)
  • 著者名/発表者名: Ihara M, Yamasaki N, Hagiwara A, Tanigaki A, Kitano A, Hikawa R, Tomimoto H, Noda M, Takanashi M, Mori H, Hattori N, Miyakawa T, Kinoshita M.
  • 雑誌名: Neuron 53(4) ページ: 519-533
• [雑誌論文] Selective impairment of working memory in a mouse model of chronic cerebral hypoperfusion
  • 著者名/発表者名: Shibata M, Yamasaki N, Miyakawa T, Ohtani R, Ihara M, Takahashi R, Tomimoto H
  • 雑誌名: Stroke 印刷中